懸振錐面選礦機重選回收錫浮選尾礦中的錫

常田倉 章曉林 趙文迪 景 滿 張悅 申培倫

(1.省部共建復雜有色資源清潔利用國家重點實驗室，昆明 650093；2.昆明理工大學 國土資源工程學院，昆明 650093)

錫是一種應(yīng)用廣泛的有色金屬，在航空航天、超導材料、核發(fā)電、新型電池等高精尖領(lǐng)域均有重要運用，需求量也在不斷增長[1-4]。錫石是一種重要的國家戰(zhàn)略資源，自然界已知的含錫礦物有60多種，其中錫石SnO2(含Sn 78.6%)是主要的含錫礦物。我國錫礦、精煉錫生產(chǎn)量、錫消費量均居世界首位，但是錫資源產(chǎn)量難以滿足自身的消費需求，國內(nèi)錫資源保障形勢不容樂觀，自2008年起，我國已成為錫進口大國[5]。由于錫石常與氧化鐵礦等共生，礦物嵌布粒度細，需要細磨，但錫石性脆，易發(fā)生過磨而流失于細泥中。傳統(tǒng)的重選設(shè)備刻槽搖床、螺旋溜槽等難以回收微細粒錫石，浮選回收錫石細泥又存在藥劑效果差、成本高等問題[6-8]，懸振錐面選礦機是依據(jù)拜格諾剪切松散理論和流膜選礦原理研制而成的新型微細粒的新型重選設(shè)備，可對細粒級金屬礦物進行精選，在回收細粒級錫石中已得到成功應(yīng)用[9-11]。

云錫集團某錫石浮選尾礦粒度細(細度-0.045 mm占比超過50%)、錫含量高(-0.045 mm的礦物中的錫分布率達到65.22%)，且細度已經(jīng)超過搖床和螺旋溜槽的適用范圍，需采用更高級別的重選設(shè)備對尾礦中的錫進一步精選回收。基于此，本文采用螺旋溜槽對該浮選尾礦進行預(yù)先富集拋尾，然后選擇LXZ-1200A懸振錐面選礦機對螺旋溜槽初次富集的粗精礦進一步精選回收錫。

1 試驗

1.1 原料性質(zhì)

采用熒光分析和篩析法分析原料的化學成分和粒度分布，結(jié)果分別見表1、表2。從篩析結(jié)果看，錫大部分分布在-45 μm粒級，因此試驗時除采用螺旋溜槽外，加設(shè)懸振錐面選礦機進行重選，將螺旋溜槽的中礦和精礦綜合回收，進一步提高精礦的回收率。

表1 原料熒光分析結(jié)果

表2 原料篩析結(jié)果

1.2 試驗方法

重選試驗初選在BLL-600雙頭螺旋溜槽中進行，每次處理原料量為3 kg，重點考察給礦濃度、沖洗水量和給礦量對選礦指標的影響。選別結(jié)束后，對精礦、中礦和尾礦分別進行過濾、烘干、稱重、送分析，計算各產(chǎn)物的產(chǎn)率和回收率。采用LXZ-1200A懸振錐面選礦機對螺旋溜槽富集產(chǎn)物進行精選，考察給礦濃度、沖洗水量、分選面回旋振動頻率、分選面轉(zhuǎn)動速度等對最終選別指標的影響。選別結(jié)束后，對精礦、中礦、尾礦三個產(chǎn)品進行過濾、烘干、稱重，計算回收率和分析品位。

2 結(jié)果與討論

2.1 螺旋溜槽初選試驗

每次試驗原料量均為3 kg，試驗前對原料進行混勻攪拌，以去除大塊黏結(jié)物料。試驗主要研究給礦濃度、沖洗水量和給礦量對選別指標的影響。

2.1.1 給礦濃度的影響

在沖洗水量0.3 L/s、給礦量2.8 L/min時，給礦濃度對錫石選別指標的影響結(jié)果如圖1所示。

圖1 螺旋溜槽給礦濃度對錫回收的影響Fig.1 Effects of feed concentration of spiral chute on tin recovery

從圖1可以看出，隨著給礦濃度的增加，錫的回收率和品位均有所上升，當給礦濃度達到35%時，雖然SnO2品位有0.04%的下降，但回收率最佳，達到56.12%。綜合考慮，選擇最佳給礦濃度為35%。

2.1.2 沖洗水量的影響

在給礦濃度35%、給礦量為2.8 L/min的基礎(chǔ)上，沖洗水量對錫石選別指標的影響結(jié)果如圖2所示。

圖2 螺旋溜槽沖洗水量對錫回收的影響Fig.2 Effects of washing water amount of spiral chute on tin recovery

從圖2可以看出，當沖洗水量分別為0.5 L/s及0.7 L/s時，分別出現(xiàn)SnO2回收率的最佳值和SnO2品位的最佳值，但前者用水量較少，且回收率高，因此沖洗水量選擇為0.5 L/s較為合理。

2.1.3 給礦量的影響

在給礦濃度為35%、沖洗水量為0.5 L/s的條件下，給礦量對錫石回收指標影響的結(jié)果如圖3所示。

圖3 螺旋溜槽給礦量對錫回收的影響Fig.3 Effects of ore feeding amount of spiral chute on tin recovery

從圖3可以看出，給礦量過大或過小均不利于錫石的回收，當給礦量為2.8 L/min時，SnO2品位達到最大值為1.88%，雖其SnO2回收率相比于2.4 L/min給礦量的有所下降，但56.86%的回收率也可達到要求，因此確定給礦量為2.8 L/min。

綜上，浮選尾礦經(jīng)螺旋溜槽分選處理，可得到SnO2品位1.88%，SnO2回收率為56.86%的錫粗精礦。

2.2 懸振錐面選礦機精選試驗

試驗原料為經(jīng)螺旋溜槽富集的產(chǎn)物(SnO2品位1.88%)，每次試驗原料量均為1 kg，主要研究給礦濃度、分選面回旋振動頻率、分選面轉(zhuǎn)動速度三個條件對錫石選別指標的影響。

2.2.1 給礦濃度的影響

在控制懸振錐面選礦機分選面回旋振動頻率為27 Hz、分選面轉(zhuǎn)動頻率為14 Hz的條件下，給礦濃度對錫石選別指標影響的結(jié)果如圖4所示。

圖4 懸振錐面選礦機給礦濃度對錫回收的影響Fig.4 Effects of feed concentration of suspended vibrating cone concentrator on tin recovery

從圖4可以看出，隨著給礦濃度的增加，錫精礦含錫品位和回收率先升高后降低，在給礦濃度為25%時，所得錫精礦SnO2品位和回收率最佳，分別為4.34%、45.38%，因此確定給礦濃度為25%。

2.2.2 分選面回旋振動頻率的影響

在給礦濃度為25%、轉(zhuǎn)動頻率暫定14 Hz條件下，分選面回旋振動頻率對錫回收指標影響的試驗結(jié)果如圖5所示。

圖5 分選面回旋振動頻率對錫回收的影響Fig.5 Effects of cyclotron vibration frequency of separation surface on tin recovery

從圖5可以看出，隨著振動頻率的增加，錫精礦品位呈上升趨勢，回收率則是先升后降。這是因為，振動頻率過高，弱紊流礦漿流膜中的變流層厚度增加，一部分目的礦物進入表流層，隨之流入尾礦槽，精礦回收率降低。因此，確定振動頻率為30 Hz較為合適，此時精礦SnO2品位為4.93%、回收率為43.22%。

2.2.3 分選面回旋轉(zhuǎn)動頻率的影響

在給礦濃度25%、振動頻率30 Hz條件下，分選面回旋轉(zhuǎn)動頻率對選礦指標影響的選礦結(jié)果如圖6所示。

圖6 分選面回旋轉(zhuǎn)動頻率對錫回收的影響Fig.6 Effects of rotating frequency of separation surface on tin recovery

從圖6可以看出，隨著分選面回旋轉(zhuǎn)動頻率的升高，錫精礦的錫品位先上升后下降，轉(zhuǎn)動頻率為16 Hz時達到最高品位。這是因為，分選面回旋轉(zhuǎn)動頻率過低時，細粒錫石還沒達到精礦槽就流入尾礦槽，使得精礦品位反而降低，當轉(zhuǎn)動頻率達到一定值時，物料得到充分處理，精礦品位隨之上升；轉(zhuǎn)動頻率過高時，沒經(jīng)過充分分選的礦漿就直接流入精礦槽，導致精礦品位降低。此外，隨著分選面回旋轉(zhuǎn)動頻率的增大，精礦回收率是不斷增大的。因此，在確保精礦品位達標后，應(yīng)盡可能提高回收率，所以確定16 Hz為錐面轉(zhuǎn)動頻率較為合適，此條件下的精礦SnO2品位為5.02%、回收率為46.17%。

2.3 重選全流程試驗

在螺旋溜槽試驗時發(fā)現(xiàn)，SnO2品位為0.23%的浮選尾礦經(jīng)螺旋溜槽一段處理后，最好指標可達到錫粗精礦SnO2品位1.88%，SnO2回收率為56.86%。將錫粗精礦與中礦混合后進行溜槽精選作業(yè)，得到錫精礦SnO2品位為2.56%，但SnO2回收率僅為32.40%，錫大部分進入中礦，且尾礦含錫品位較高。因此，全流程試驗決定將螺旋溜槽尾礦直接拋尾，并將螺旋溜槽所得錫精礦和中礦混合后進行懸振錐面選礦機試驗，工藝全流程見圖7。原料經(jīng)篩分后，篩上產(chǎn)品進入磨礦，磨礦產(chǎn)品與篩下產(chǎn)品混合進入螺旋溜槽粗選，所得粗精礦與中礦混合后進入懸振錐面選礦機精選。試驗條件：螺旋溜槽給料濃度35%、沖洗水量0.5 L/s、給礦量2.8 L/min，懸振錐面選礦機給礦濃度25%、分選面回旋振動頻率30 Hz、分選面回旋轉(zhuǎn)動頻率16 Hz，試驗結(jié)果見表3。

圖7 浮選尾礦重選回收錫工藝流程Fig.7 Flowsheet of tin recovery from flotation tailings gravity separation

表3 全流程試驗結(jié)果

由表3可知，全流程試驗所得錫精礦SnO2品位為5.02%，回收率為46.23%，與原料比較，富集比達21.83，可作為富中礦產(chǎn)品進行銷售。

3 結(jié)論

1)在螺旋溜槽預(yù)先脫泥后采用懸振錐面選礦機對SnO2品位0.17%的錫石浮選尾礦進行精選，可得到錫精礦品位為SnO25.02%、回收率為46.17%的較好指標，高于螺旋溜槽精選段指標，與原料比較，富集比達21.83，可作為富中礦產(chǎn)品外售。

2)螺旋溜槽初選最佳給礦濃度、沖洗水量和給礦量分別為35%、0.5 L/s和2.8 L/s，可得到SnO2品位1.88%、回收率32.40%的粗精礦；懸振錐面選礦機重選時的最佳礦漿濃度、振動頻率和轉(zhuǎn)動頻率分別為25%、30 Hz和16 Hz，可得到SnO2品位5.02%、回收率46.23%的精礦產(chǎn)品。

3)推薦全流程作業(yè)：原料預(yù)先篩分，經(jīng)磨礦后采用螺旋溜槽粗選，所得粗精礦與中礦作為混合礦進行懸振錐面選礦機選別。建議推薦工業(yè)試驗指標：SnO2品位5%、SnO2回收率45%。